[發明專利]測量鍋爐爐內熱流密度并掌握爐內管壁溫的系統及方法

在審

• 申請號: 201910626411.4
• 申請日: 2019-07-11
• 公開（公告）號: CN110260291A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 鐘犁;肖平;郭濤;張慶
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: F22B35/00
• 分類號: F22B35/00;F23M5/08;F23M11/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種測量鍋爐爐內熱流密度并掌握爐內管壁溫的系統及方法，包括控制器、用于檢測受熱面周圍熱流密度的若干熱流計、用于檢測鍋爐入口集箱前受熱面入口蒸汽參數的第一測量元件、用于檢測鍋爐出口集箱后受熱面出口蒸汽參數的第二測量元件以及用于檢測出口集箱前各受熱面出口管外壁溫度的測溫元件，各熱流計的頂端均穿過鍋爐水冷壁的側壁，且各熱流計的頂端均設置有若干測量塊，測溫元件、第一測量元件、第二測量元件及各熱流計均與控制器相連接，該系統及方法能夠準確測量鍋爐爐內熱流密度，掌握爐內壁管溫度，以監督鍋爐安全運行。

技術領域

本發明屬于鍋爐技術領域，涉及一種測量鍋爐爐內熱流密度并掌握爐內管壁溫的系統及方法。

背景技術

推進煤炭清潔高效利用，是我國能源領域的重點。為了提高發電效率，提升火力發電機組參數是關鍵。但隨著參數的提高，鍋爐爐內材料，已越來越成為限制主汽溫度提升的主要因素，各種材料的選擇越來越接近其使用極限溫度。防止爐內材料超溫，是保證鍋爐安全穩定運行的關鍵。

因此，必須準確掌握鍋爐爐內管壁溫。爐內管不像爐外管，后者的壁溫可以通過加裝壁溫測量熱電偶直接測量，非常簡單；但如果前者也直接使用壁溫測量熱電偶，其結果是會迅速被燒壞。鎧裝熱電偶雖然相對耐用，但是也無法深入鍋爐太長距離，而且測量的數據跟實際壁溫差異巨大。為了滿足爐內管壁溫測量需求，也發展出了通過加裝集熱塊、將熱電偶設在集熱塊當中，并將導線沿管壁鋪設等測量方法，但是集熱塊的溫度與管壁真實壁溫往往存在一定的差異，而且被燒壞的風險仍然較高。因此，這種爐內管壁溫測量方法，僅在靠近爐內管出、入口的位置有布置，而在其他位置、尤其是更加靠近火焰的中部位置，則難以使用。

由于爐內管壁溫的直接測量存在困難，因此可以通過測量熱流密度、以及爐內管進出口的蒸汽參數，計算得到爐內管壁溫。但是目前的熱流密度測量元件，一般只能測量水冷壁上的熱流密度，而難以深入爐內測量爐內管的熱流密度。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種測量鍋爐爐內熱流密度并掌握爐內管壁溫的系統及方法，該系統及方法能夠準確測量鍋爐爐內熱流密度，掌握爐內壁管溫度，以監督鍋爐安全運行。

為達到上述目的，本發明所述的測量鍋爐爐內熱流密度并掌握爐內管壁溫的系統包括控制器、用于檢測受熱面周圍熱流密度的若干熱流計、用于檢測鍋爐入口集箱前受熱面入口蒸汽參數的第一測量元件、用于檢測鍋爐出口集箱后受熱面出口蒸汽參數的第二測量元件以及用于檢測出口集箱前各受熱面出口管外壁溫度的測溫元件；

熱流計設置于鍋爐水冷壁上，其中，各熱流計的頂端均穿過鍋爐水冷壁的側壁，且各熱流計的頂端均設置有若干測量塊，測溫元件、第一測量元件、第二測量元件及各熱流計均與控制器相連接。

各熱流計均包括長探桿筒體，長探桿筒體的外壁上設置有耐火隔熱層，長探桿筒體的頂端穿過鍋爐水冷壁伸入到鍋爐內，各測量塊位于長探桿筒體的頂端。

當熱流計用于測量受熱面中水平管周圍的熱流密度時，各測量塊分別設置于長探桿筒體頂端的端面、上部及底部上。

當熱流計用于測量受熱面中豎直管周向的熱流密度時，則測量塊設置于長探桿筒體頂端的端面上，且測量塊的數目為一個。

各測量塊經數據線及數據采集儀與控制器相連接。

還包括水冷機及進出水管，長探桿筒體通過進出水管與水冷機相連通。

還包括導軌及滑塊，其中，滑塊固定于長探桿筒體的尾部，導軌固定于鍋爐水冷壁上，滑塊與導軌相配合，鍋爐水冷壁上設置有用于供長探桿筒體穿過的測孔。

還包括用于封閉所述測孔的密封板。

在各測量位置處，熱流計的數目均大于等于3，且各熱流計沿受熱面自上到下依次分布。